反渗透在制药纯水工艺中的应用

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1、反渗透在制药纯水工艺中的应用上海奥星制药技术装备有限公司于奇武石药集团中诺药业（石家庄）有限公司罗婷婷摘要：反滲透技术是一种新兴的液体分离技术，具有分离效率高，操作简单，环境友好等优点。文章介绍了反渗透的原理和常见流程，论述了反滲透在制药纯水工艺中的应用。关键词：反渗透；R0;应用自从20世纪50年代末至60年代初期，反渗透技术产品开始商品化并投放市场。由于反渗透分离无相变，除盐效率高，在制药工艺用水中使用还具有较高的除热原能力，反渗透设备可模块化，自动化程度高，能耗低，环境友好，因此成为制药用水工艺中首选的水处理单元。一

2、、反渗透常用的工艺流程反渗透是利用RO膜的选择性，以膜两侧静压差为动力，克服溶剂的渗透压，允许溶剂通过而截留离子物质，对液体混合物进行分离的膜过程。RO膜表面微孔孔径一般小于lnm,对绝大部分无机盐、溶解性有机物、溶解性固体、生物和胶体都有很高的去除率。常见的流程有：原水→原水箱→原水栗→机械过滤器→活性炭过滤器→软化器→保安过滤器→双级RO装置→EID装置→产品水箱→分配管网1、单组件系统在单组件系统中，常常需要浓水回流以

3、满足设计导则对元件回收率的要求，为了达到系统回收率高于50%,离开组件的浓水部分排放而其余部分则回流到高压泵入口，这样就增加了组件内的流速，高比例的浓水回流能帮助降低元件回收率，降低膜受污染的风险，但另一方面，它也存在以下缺点：需较大的高压泵；浓水回流比例越高，产品水质越低；2、多段式排列系统当要求系统冋收率更高吋采用一段以上的排列系统，就不会超过单支元件冋收率极限，通常两段式排列系统就可实现75%的系统冋收率，冋收率的确定是按照每一段采用6支膜元件的组件推算出来的。一般而言，要求的冋收率越高，必须串联在一起的膜元件就要越

4、多；一个典型的排列比例为2:1，排列比例定义为两个相邻段内压力容器数量之比；往往由于常规产水水质不符合需要,不允许采用离子交换作为后处理，脱除细菌、微生物、热源和奋机物特别重要，或系统需要极高的稳定性，需要设计多级R0系统。二、反渗透在制药用水工艺的应用我国在纯水、超纯水制备系统中，采用以R0和离子交换为主导工艺，比单一离子交换工艺，其制水成本约下降30%，节省酸、碱耗量约90%，提高树脂再生周期产水量约20倍。纯水、超纯水制备系统RO工艺的市场A冇率高达95%以上。随着GMP《药品生产质量管理规范》技术标准的深入贯彻与实

5、施,RO水处理技术及设备己被制药行业广泛采用。以下举例说明药厂制药用水RO工艺。某厂需一套出水能力为10T/H反渗透系统，其水源为市政管网水。以下为其主要工艺流程：原水→原水箱→原水泉→机械过滤器→活性灰过滤器→软化器→保安过滤器→双级RO装置→EID装置→产品水箱→分配管网主要设计及参数（1）—级RO系统原水为市政自来水，溶解性总固体含量（TDS）为500mg/L;由于医药纯水系统采用巴氏消毒，故RO系统选用美国陶氏（DO

6、W）RO卫生级反渗透膜元件；陶氏FILMTECTMRO型卫生级反渗透膜元件产水量高、产水水质好，能接受热水的消毒。元件采用无外壳的full-fit设计，消除了标准膜元件与压力容器内壁间的死水区，适用于有特殊卫生要求的应用场合，且所有的部件均符合FDA的标准。以下为该膜元件性能参数：一级R0系统选用RO-390-FF膜元件15支，每支膜壳5支，按照一级两段2:1杉形排列，设计回收率75%,产水量13.32m³/h。（2）二级R0系统为避免外界环境对系统的污染，双级R0系统不设置中间水箱，一级产水直接进入二级R0系统

7、。二级R0系统选用RO-390-FF膜元件12支，每支膜壳4支，按照一级两段2:1杉形排列，二级R0系统设计冋收率78.61%,产水量10.47m³/ho设计概要设计思路总结本套系统设计用于医药纯水，其关键思路有如下几点：1）考虑医药系统卫生等级要求，采用巴氏消毒（定期8（rc热水消毒），选用可接受热水消毒的卫生级HSRO-390-FF膜元件（HSRO热消毒反渗透膜元件首次使用前应用热水进行热稳定性处理）；2）2）考虑医药系统卫生等级要求，降低外界对系统的影响，一级和二级R0之间避免使用中间水箱；3）为提高系统冋

8、收率和一级R0膜元件流速，一级部分浓水和二级全部浓水冋流至一级进水口；4）由于R0膜元件对C02去除率很低，导致二级R0产水电导率不理想；在一•级R0至二级R0进水管路设置NaOH加药装置，使一级产水中C02转化为HCO3-,利用反渗透对HCO3-高去除率，使产水电导率进一步降低；5）本系统设计系统通量